JP2003511481A - 改善耐薬品性を有する水系増粘剤および分散剤 - Google Patents

改善耐薬品性を有する水系増粘剤および分散剤

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Abstract

(57)【要約】 ラテックスポリマーと共に用いるための改善された分散剤および増粘剤が開示されており、しかしてこれらの改善された分散剤および増粘剤は、架橋官能性を有するモノマーもしくは高レベルのマクロモノマーまたは両方から重合される。本発明の増粘剤および分散剤と共に用いるために適したラテックスポリマーは、第1段階ポリマーおよび第2段階ポリマーの二段階重合により製造され得、しかして架橋官能性を有するモノマーが第1段階ポリマー、第2段階ポリマーまたは両方のいずれかに含められる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】発明の分野 本発明は、例えばラテックス塗料組成物中の増粘剤および分散剤としての使用
のために適しているところの、架橋官能性を有するラテックスポリマーに関する
発明の背景 ラテックスペイント塗料は、典型的には、装飾目的のためにおよび基体を保護
するために、基体に施用されそして乾燥されて連続フィルムを形成する。かかる
ペイント塗料は、しばしば、建築内部または外部表面に施用され、しかして該表
面において該塗料は流展するのに充分に流動性であり、連続的ペイント塗膜を形
成し、そして周囲温度にて乾燥する。
【0002】 ラテックスペイントは、通常、有機ポリマーバインダーすなわちラテックスポ
リマー、顔料および様々なペイント用添加剤を含む。乾燥ペイント塗膜において
、ポリマーバインダーは、顔料にとってのバインダーとして機能し、また基体へ
の乾燥ペイント塗膜の付着を与える。顔料は、有機または無機であり得、そして
耐久性および硬度に加えて、不透明性および色彩に機能的に寄与し得る(あるペ
イントは不透明化性顔料をほとんどまたは全く含有せず、そして透明塗料と記載
されるけれども)。ペイントの製造は、ポリマーバインダーの製造、成分物質の
混合、分散剤媒質中での顔料の摩砕、および商業用標準品への希釈を伴う。
【0003】 慣用のラテックスペイントは広範に用いられ、何故ならそれらは低い揮発性有
機化合物放出を与える故およびそれらは溶媒系塗料より容易な掃除を可能にする
故である。しかしながら、溶媒系塗料系に比べると、典型的ラテックス塗料は、
かかる溶媒系塗料により与えられる耐薬品性を欠く。
【0004】 ポリマー塗料の架橋は、典型的には、塗料の耐薬品性並びに凝集強さ、耐摩耗
性および外部耐久性を高める。ポリマーを架橋する普通のやり方は、官能基含有
反応性ポリマーを外部多官能性架橋剤と反応させることである。外部架橋剤は反
応性ポリマーと予備混合され得(通常、一液系と呼ばれる)、あるいはその代わ
りに、それは施用の直前に反応性ポリマーと混合され得る(通常、二液系と呼ば
れる)。一液系が、それらの単純性および取扱いの容易性の故にしばしば所望さ
れる。
【0005】 架橋官能性は、一段階型ポリマー系および二段階型ポリマー系の両方において
架橋を可能にするために、ラテックス中に組み込まれてきた。例えば、米国特許
第5,326,843号は、反応官能性を一段階型ポリマー系に付与するために
ヒドロキシエチルアクリレートが重合性モノマーのセットに添加されているラテ
ックスを記載する。ヒドロキシル官能性は、アミノプラストおよびポリイソシア
ネートと反応して硬化フィルムを形成し得る。架橋性ラテックスはまた、例えば
WO95/29963およびWO95/29944(二段階型ラテックス)並び
に米国特許第4,144,212号、第4,522,962号および第5,41
4,041号(一段階型ラテックス)に開示されている。
【0006】 架橋官能性をバインダーポリマーに付与することに加えて、高められた性質例
えば耐薬品性を与え得るところの、ラテックス含有組成物の更なる改善が所望さ
れる。発明の概要 本発明は、改善された性質例えば耐薬品性を与え得るところの、水系塗料用の
増粘剤および分散剤に向けられる。優れた性質例えば耐薬品性を有するラテック
ス塗料組成物が、架橋官能性または増大レベルのマクロモノマーを有する或る増
粘剤もしくは分散剤または両方を該塗料組成物において利用することにより作ら
れ得る、ということが今般見出された。随意に、架橋性基を有するラテックスバ
インダーもまた用いられ得る。増粘剤または分散剤中に存在する基である架橋性
または増大マクロモノマーレベルは、塗料組成物の所望性能性質を最適にするよ
うに調整され得る。一層特定的には、ラテックス塗料組成物は、増粘剤または分
散剤に関して架橋性またはマクロモノマーのレベルを変えることにより、増大さ
れた耐薬品性、耐腐食性、耐湿性および/または特定基体への付着性を有するよ
うに注文製造され得る。本発明のラテックス塗料組成物は、例えば、環境硬化、
オーブン硬化または放射線硬化され得る。
【0007】 本発明は、建築用塗料、工業用および自動車用塗料、シーラント、接着剤、紙
用塗料組成物、インキ、ワニス、等のような組成物において有用であり得るポリ
マーを提供する。発明の詳細な説明 本発明によりバインダーとして用いるために適したラテックスポリマーは、1
種またはそれ以上の適当なモノマーから重合されたポリマーを包含する。典型的
には、バインダーは、例えばビニルモノマーおよびアクリルモノマーのような、
1種またはそれ以上の共重合性モノエチレン不飽和モノマーから重合される。
【0008】 本発明により用いるために適したビニルモノマーは、アクリル官能性を有する
化合物例えばアクリル酸、メタクリル酸、かかる酸のエステル、アクリロニトリ
ルおよびアクリルアミドを除いて、ビニル官能性すなわちエチレン不飽和を有す
るいかなる化合物をも包含する。好ましくは、ビニルモノマーは、ビニルエステ
ル、ビニル芳香族炭化水素、ビニル脂肪族炭化水素、ビニルアルキルエーテルお
よびそれらの混合物から成る群から選択される。
【0009】 適当なビニルモノマーは、例えばビニルプロピオネート、ビニルラウレート、
ビニルピバレート、ビニルノナノエート、ビニルデカノエート、ビニルネオデカ
ノエート、ビニルブチレート、ビニルベンゾエート、ビニルイソプロピルアセテ
ートおよび同様なビニルエステルのようなビニルエステル;例えばスチレン、メ
チルスチレンおよび同様な低級アルキルスチレン、クロロスチレン、ビニルトル
エン、ビニルナフタレンおよびジビニルベンゼンのようなビニル芳香族炭化水素
;例えばビニルクロライドおよびビニリデンクロライド並びに例えばエチレン、
プロピレン、イソブチレンのようなアルファオレフィン並びに1.3−ブタジエ
ン、メチル−2−ブタジエン、1,3−ピペリレン、2,3−ジメチルブタジエ
ン、イソプレンのような共役ジエン、シクロヘキセン、シクロペンタジエンおよ
びジシクロペンタジエンのような、ビニル脂肪族炭化水素モノマー;並びに例え
ばメチルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエー
テルおよびイソブチルビニルエーテルのようなビニルアルキルエーテルを包含す
る。
【0010】 本発明により用いるために適したアクリルモノマーは、アクリル官能性を有す
るいかなる化合物をも含む。好ましいアクリルモノマーは、アルキルアクリレー
ト、アルキルメタクリレート、アクリレート酸およびメタクリレート酸、並びに
アクリル酸およびメタクリル酸の芳香族誘導体、アクリルアミドおよびアクリロ
ニトリルから成る群から選択される。典型的には、アルキルアクリレートおよび
メタクリレートモノマー(ここにおいて「アクリルまたはメタクリル酸のアルキ
ルエステル」とも称される)は、1分子当たり1から約12個好ましくは約1〜
5個の炭素原子を含有するアルキルエステル部を有する。
【0011】 適当なアクリルモノマーは、例えば、メチルアクリレートおよびメタクリレー
ト、エチルアクリレートおよびメタクリレート、ブチルアクリレートおよびメタ
クリレート、プロピルアクリレートおよびメタクリレート、2−エチルヘキシル
アクリレートおよびメタクリレート、シクロヘキシルアクリレートおよびメタク
リレート、デシルアクリレートおよびメタクリレート、イソデシルアクリレート
およびメタクリレート、ベンジルアクリレートおよびメタクリレート、イソボル
ニルアクリレートおよびメタクリレート、ネオペンチルアクリレートおよびメタ
クリレート、1−アダマチルメタクリレート、並びにアクリルおよびメタクリル
酸と反応されたブチル、フェニルおよびクレジルグリシジルエーテルのような様
々な反応生成物、ヒドロキシエチルおよびヒドロキシプロピルアクリレートおよ
びメタクリレートのようなヒドロキシルアルキルアクリレートおよびメタクリレ
ート、アミノアクリレートおよびメタクリレートを包含する。適当な酸または無
水物官能性モノマーは、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、アルファ−
クロロアクリル酸、クロトン酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸、マレ
イン酸、フマル酸、3−アクリルアミド−3−メチルブタン酸、アクリル酸無水
物、メタクリル酸無水物、エタクリル酸無水物、クロトン酸無水物、シトラコン
酸無水物、メサコン酸無水物、イタコン酸無水物、マレイン酸無水物、フマル酸
無水物、p−スチレンカルボン酸、p−スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸
、2−スルホエチルメタクリレート、3−スルホプロピルメタクリレート、3−
スルホプロピルアクリレート、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホ
ン酸、等を、それらの混合物を含めて包含する。
【0012】 上記に記載された特定のモノマーに加えて、当業者は、バインダー(並びに以
下に記載される分散剤および増粘剤)の製造において、例えばアリルモノマーの
ような他のモノマー、または湿潤付着性を付与するモノマー例えばメタクリルア
ミドエチルエチレン尿素が特定的に記載されたモノマーの代わりにまたは加えて
用いられ得ることを認識しよう。本発明による共重合のために適したかかる他の
モノマーに関する更なる詳細は、当業者に知られている。かかる他のモノマーの
量は特定のモノマーおよびそれらの意図された機能に依存し、しかして該量は当
業者により決定され得る。
【0013】 随意に、本発明のバインダーポリマーは、架橋官能性を有し得る。本発明のこ
の観点において、バインダーを重合するために用いられるモノマー類の少なくと
も一つは、「潜架橋性」または「後架橋性」能力を含有するエチレン不飽和モノ
マー(ここにおいて用いられるとき、ポリマーの初期形成後ある時間して例えば
架橋剤と更に反応する能力を有するモノマーを意味する)である。架橋の活性化
は、エネルギーの適用により例えば熱または放射線により行われ得る。また、乾
燥は、pH、酸素含有率の変化または反応が起こる原因となる他の変化により、
ポリマーの架橋を活性化し得る。バインダーポリマーにおける架橋を活性化する
特定の方法は、本発明にとって重要でない。様々な化学反応が、ラテックスにお
いて架橋をもたらすために当該技術において知られている。
【0014】 フィルムの形成中に架橋を遂行するモノマーの例は、アクロレイン、メタクロ
レイン、ジアセトンアクリルアミド、ジアセトンメタクリルアミドおよびビニル
アセトアセテートのようなカルボニル含有モノマーを包含する。これらのモノマ
ーは、例えばポリマー水性乳濁液が適切な添加量の架橋剤も含有する場合、後架
橋をもたらすことになる。架橋剤は、ラテックス組成物の水性相に可溶であろう
となかろうと、バインダーポリマーの架橋を促進するところの、ポリマーを含め
ていかなる化合物でもあり得る。特定の架橋剤は、本発明にとって重要でない。
このタイプの特に適当な化合物は、2〜20個の炭素原子を有する脂肪族および
芳香族ジカルボン酸のジヒドラジドおよびトリヒドラジドである。これらのもの
の例は、シュウ酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジドおよびセバシン酸ジヒ
ドラジドである。
【0015】 後架橋をもたらす別のモノマーは、例えば、2−アセトアセトキシエチルメタ
クリレート(単独で、または例えばグリオキサールのような他の化合物と組み合
って)である。
【0016】 後架橋のために適している他のモノマーは、加水分解性有機ケイ素結合を含有
するものである。それらの例は、メタクリロイルオキシ−プロピルトリメトキシ
シランおよびビニルトリメトキシシランである。更なる適当なモノマーは、例え
ばDE−A4341260に記載されている。分散ポリマー粒子がカルボキシ基
を有する場合、後架橋はまた、多価カチオンを有する金属塩(例えば、Mg、C
a、ZnまたはZr塩)を添加することにより遂行され得る。
【0017】 エポキシ−、ヒドロキシル−および/またはN−アルキロール−含有モノマー
、例えばグリシジルアクリレート、N−メチロールアクリルアミドおよび−メタ
クリルアミド並びに二価アルコールと約3〜6個の炭素原子のα,β−モノエチ
レン不飽和カルボン酸とのモノエステル(ヒドロキシエチル、ヒドロキシ−n−
プロピルまたはヒドロキシ−n−ブチルアクリレートおよびメタクリレートのよ
うな)もまた、後架橋のために適している。
【0018】 本発明のバインダーポリマーは、典型的にはポリマーの総重量を基準として約
0.5から10重量%の少なくとも1種の、架橋官能性を有するモノマー、好ま
しくはポリマーの総重量を基準として約1から6重量%の少なくとも1種の、架
橋官能性を有するモノマーを含有する。好ましくは、バインダーポリマーは、約
25wt%未満一層好ましくは約20wt%未満最も好ましくは約15wt%未
満の、架橋官能性を有するモノマーを含み、しかしてこれらの百分率はバインダ
ーポリマーの総重量(すなわち、第1段階ポリマーおよび第2段階ポリマーを重
合するために用いられるモノマーの総重量)を基準とする。
【0019】 典型的には、バインダーポリマーの粒度は、約0.1から1.0ミクロン好ま
しくは約0.2から0.4ミクロン一層好ましくは約0.25から0.3ミクロ
ンである。本発明のバインダーのTgは、典型的には約−60から100℃好ま
しくは約−30から70℃一層好ましくは約−15から60℃である。ここにお
いて用いられるとき、用語「Tg」は、ポリマーガラス転移温度を意味する。ポ
リマーのガラス転移温度を測定する技法は、当業者に知られている。一つのかか
る技法は、例えば、示差走査熱量測定法である。ポリマーのガラス転移温度を推
定する特に有用な手段は、Foxにより与えられるもの、すなわち
【0020】
【数1】
【0021】 〔ここで、xiはコポリマー中の成分iの重量分率であり、そしてTgは成分i
のホモポリマーガラス転移温度である〕 である。ホモポリマーガラス転移温度は、Polymer Handbookのようないかなる公
的に入手できる資料においても見出され得る。例えば、典型的モノマーについて
のホモポリマーガラス転移温度は、ビニルアセテート=−32℃、ブチルアクリ
レート=−54℃、並びにビニルネオデカノエート=−3℃および2−エチルヘ
キシルアクリレート=−65℃である。
【0022】 典型的には、本発明のバインダーの粘度は、No.2スピンドルを有するブル
ックフィールド粘度計を用いて1分当たり60回転にて40〜60重量パーセン
ト固形分組成物について測定して、約20から3000好ましくは約50から1
500センチポイズ(「cP」)である。本発明のバインダーの分子量は、典型
的には1グラムモル当たり約5×104から107好ましくは約200,000か
ら1,000,000グラムである。別段指摘されていなければ、ここにおいて
用いられるとき、用語「分子量」は、数平均分子量(「Mn」)を意味する。分
子量を変える技法は周知であり、そして例えば、多官能性モノマーおよび連鎖移
動剤を利用することを包含する。ラテックスポリマーの数平均分子量を測定する
技法は、当業者に知られている。一つのかかる技法は、例えば、ゲル透過クロマ
トグラフィーである。二段階型ポリマーの場合、別段指摘されていなければ、分
子量は、別個に重合された第1段階ポリマーおよび第2段階ポリマーの分子量を
指す。
【0023】 本発明のバインダーポリマーは、疎水基を含有し得る。上記に記載されたエチ
レン不飽和モノマーは、例えば、疎水基を導入するために、重合性である1種ま
たはそれ以上のマクロモノマーと重合され得る。かかるマクロモノマーは、疎水
部とその他のモノマーと重合可能であるアルコキシル化部を含む。米国特許第4
,703,080号(その開示は参照によりここに合体される)は、疎水性バイ
ンダー樹脂を記載する。好ましいマクロモノマーは、一価界面活性剤とモノエチ
レン不飽和イソシアネートとの反応生成物を含むウレタンモノマーである。かか
るマクロモノマーは、当業者に知られている。
【0024】 本発明の一つの観点において、バインダーポリマーは、酸官能性ラテックスを
含む。本発明により用いるために適した特定の酸官能性モノマーは、例えば、ア
クリル酸、メタクリル酸およびマレイン酸を包含する。
【0025】 好ましいビニルアクリレートバインダー樹脂は、ポリマーの総重量を基準とし
て40〜60重量%の脂肪酸ビニルエステル、約30〜50重量%のメチルメタ
クリレート、約0.5〜10重量%のジアセトンアクリルアミドおよび約0.5
〜5重量%のメタクリル酸を含む。
【0026】 好ましいアクリルバインダー樹脂は、ポリマーの総重量を基準として約20〜
35重量%のブチルアクリレート、40〜65重量%のメチルメタクリレート、
約0.5〜10重量%のジアセトンアクリルアミド、約0.5〜5重量%のメタ
クリル酸および約5〜10重量%のアクリロニトリルを含む。
【0027】 本発明の好ましい観点において、バインダーは、第1段階ポリマーおよび第2
段階ポリマーを含む二段階型ポリマーである。
【0028】 第1段階ポリマーは、随意に架橋官能性を有するモノマーの存在下で、様々な
コモノマーと反応されるところの、少なくとも1種のカルボン酸もしくは無水物
官能性モノマーまたは第1段階ポリマーにアルカリ感受性を付与するモノマーを
含むモノマー類の混合物の乳化重合により製造される。
【0029】 第1段階乳化重合において存在する酸または無水物官能性の量は、塩基の添加
時における第1段階の溶解性の程度を決定する。酸または無水物官能性の最小量
は、ポリマーを可溶化するために必要とされ、そしてコモノマーの疎水性、ポリ
マーの分子量、酸または無水物モノマーの化学的特質およびポリマー中のモノマ
ーの序列分布に依存する。第1段階重合において存在する酸または無水物官能性
モノマーの好ましい重量は、第1段階反応において装填されるモノマーの総重量
を基準として少なくとも2重量パーセント好ましくは少なくとも3重量パーセン
ト一層好ましくは約5重量パーセントから50重量パーセント更に一層好ましく
は約8重量パーセントから30重量パーセント最も好ましくは約10重量パーセ
ントから20重量パーセントである。
【0030】 第1段階重合において有用なモノマーの例示的なものは、メチルアクリレート
、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート
、デシルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチル
メタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタク
リレート、スチレン、アルファメチルスチレンのような置換スチレン、アクリロ
ニトリル、ビニルアセテート、並びに他のC1〜C12アルキルまたはヒドロキシ
アルキルアクリレートおよびメタクリレート、ビニル2−エチルヘキサノエート
、ビニルプロピオネート、ビニルネオデカノエート、ビニルネオノナノエート、
ビニルバーサテート、ビニルピバレート、等、並びに/またはそれらの混合物の
ようなモノマーである。
【0031】 第1段階ポリマーは、様々な分子量を有し得る。分子量は、当該技術において
知られているような適当な連鎖移動剤の添加により制御され得る。適当な連鎖移
動剤の例は、例えば、オクチルメルカプタンおよびデシルメルカプタンのような
アルキルメルカプタン、メルカプト酢酸のエチルエステルおよびメルカプト酢酸
の2−エチルヘキシルエステルのようなメルカプト酢酸のエステル、並びにメル
カプトプロピオン酸のイソオクチルエステルのようなメルカプトプロピオン酸の
エステルを包含する。好ましい具体的態様において、連鎖移動剤は、2−エチル
ヘキシルメルカプトプロピオネートおよびイソオクチルメルカプトプロピオネー
トまたはそれらの混合物から成る群から選択され得る。第1段階ポリマーにおい
て得られたMnは、典型的には、50,000から1,000,000g/gm
olの範囲にある。好ましくは、第1段階ポリマーのMnは、少なくとも50,
000一層好ましくは約50,000から100,000g/gmolである。
【0032】 本発明の好ましい観点において、第1段階重合の終わりに、中和剤または塩基
が、ポリマーを膨潤、部分的に溶解または実質的に溶解するように、第1段階ア
ルカリ可溶性ポリマーに添加される。適当な塩基は、アンモニア、トリエチルア
ミン、モノエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、水酸化アンモニウム
、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム並びにすべての他のI
A族およびIIA族水酸化物、等を包含する。プロピレンイミンもまた第1段階
アルカリ可溶性ポリマーの中和のために有効であり得る一方、同時に最終生成物
に湿潤付着性を与える。
【0033】 アルカリ可溶性ポリマー中の酸の当量を基準として、0.01〜1.5当量の
塩基が、典型的には、第2段階重合用の安定化分散剤媒質を形成するようにアル
カリ可溶性ポリマーを膨潤、部分的に溶解または実質的に溶解するために、アル
カリ可溶性ポリマーに添加される。
【0034】 本発明の一つの観点において、製造されたままの第1段階ラテックスポリマー
は、より後での中和のために貯蔵され得る。本発明の別の観点において、第1段
階ポリマーは、中和されそして本発明の第2段階乳化重合過程を含めて他のラテ
ックスポリマー用の分散剤媒質として用いられ得る。
【0035】 アルカリ不溶性モノマーの第2段階乳化重合のための媒質として第1段階ポリ
マーを用いることにより、最終生成物は改善されたフィルム形成性、耐薬品性お
よび他の特性を示すことが分かった。
【0036】 第2段階における重合のための有用なモノマーは、好ましくは、例えばアクリ
ル、スチレン、ビニルまたはバーサチック官能性を有するもののようなアルカリ
不溶性モノマー、すなわちカルボン酸または無水物官能性を実質的に含まないも
のである。ここにおいて用いられるとき、用語「実質的に含まない」は、ポリマ
ーの総重量を基準として約10重量パーセント未満好ましくは約5重量パーセン
ト未満一層好ましくは約2重量パーセント未満を意味する。
【0037】 アルカリ不溶性ポリマーの第2段階重合において含まれ得る随意成分は、例え
ば、ビニルエステル、酸および/または無水物官能性モノマーのような他のモノ
マー、架橋剤、連鎖移動剤、並びに当該技術において知られている他のものを包
含する。Mnは、500から500,000の範囲にまたは適切な連鎖移動剤も
しくは架橋剤が用いられる場合無限に大きくあり得る。架橋官能性はまた、随意
に、最終ラテックス生成物に架橋性を与えるために第2段階重合において組み込
まれる。しかしながら、それは第1段階ポリマーまたは第2段階ポリマーの少な
くとも一方中に組み込まれることを条件とする。
【0038】 第1段階ポリマー媒質中への第2段階モノマー供給物の重合のための所望比率
は、広範囲にわたり、そして最終ラテックス組成物の所望性質および各段階の酸
レベルに依存する。例えば、第2段階重合中に組み込まれる第1段階ポリマーの
量は、比較的高度にカルボキシル化された物質を用いる場合少なく[例えば、1
00部の樹脂すなわち第1段階+第2段階の樹脂当たり10部(「p.h.r.」)の
、20%メタクリル酸を含有する第1段階樹脂]または比較的低度にカルボキシ
ル化された物質を用いる場合比較的多量[例えば、20p.h.r.の、10%メタク
リル酸を含有する第1段階樹脂]であり得る。適当な範囲は、約1:99から約
99:1を包含する。好ましくは、第2段階モノマー供給物の重量比率は、約5
:95から95:5最も好ましくは約10:80から80:10である。
【0039】 本発明のバインダーは、例えば、建築用塗料、工業用および自動車用塗料、シ
ーラント、接着剤、紙用塗料組成物、インキ、ワニス、等において用いられ得る
【0040】 ペイント処方物において、第1段階中和ポリマー中に分散されたアルカリ不溶
性ポリマーは、ペイント処方物の総重量の約5パーセントから約90パーセント
の範囲の固形分のレベル(重量基準)にて用いられ得る。これらの格別なポリマ
ーでもって調製されたペイント処方物は、優秀な耐薬品性、高い光沢および改善
された耐ブロッキング性を示すことが分かった。ペイント処方物は、本発明のバ
インダーに加えて、顔料、充填剤、分散剤、湿潤剤、合体剤、レオロジー改善剤
(「増粘剤」とも称される)、乾燥遅延剤、殺生物剤、消泡剤、等のような慣用
の添加剤を含有し得る。ペイント処方物において用いられる特定成分の選択およ
び量に関する詳細は、当業者に知られている。
【0041】 本発明により、架橋官能性を有する分散剤、架橋官能性を有する増粘剤、また
は両方が提供される。
【0042】 いかなる適当な分散剤も、本発明により利用され得る。本発明により用いるた
めに適した架橋官能性を有する好ましい分散剤ポリマーは、不飽和カルボン酸モ
ノマーと、該カルボン酸モノマーとは異なるモノエチレン不飽和モノマーと、疎
水部とその他のモノマーと重合可能であるアルコキシル化部を含むマクロモノマ
ーと、潜架橋官能性を有するモノマーとの反応生成物を含む。
【0043】 分散剤を製造する際に用いるために適した不飽和カルボン酸モノマーは、典型
的には、α,β−モノエチレン不飽和カルボン酸である。好ましいカルボン酸モ
ノマーは、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸お
よびそれらの混合物から成る群から選択される。メタクリル酸が、特に好ましい
。カルボン酸モノマーの濃度は、典型的にはポリマーの総重量を基準として約2
0から70重量パーセント好ましくは約20から50重量パーセント一層好まし
くは約35から45重量パーセントである。カルボン酸モノマーの量は、好まし
くは、例えば水酸化ナトリウムのようなアルカリと反応された時に可溶化しかつ
粘度増大をもたらすポリマー構造をもたらすのに充分である。
【0044】 本発明によれば、カルボン酸モノマーとは異なるモノエチレン不飽和モノマー
は、好ましくは、エチル基を含む。一層好ましくは、このモノマーはアクリレー
トである。最も好ましくは、このモノマーはエチルアクリレートである。典型的
には、カルボン酸とは異なるモノエチレン不飽和モノマーの量は、ポリマーの総
重量を基準として約5から70重量パーセント好ましくは約10から50重量パ
ーセントである。随意に、分散剤は、マクロモノマーを含有してもしなくてもよ
い。マクロモノマーが用いられない場合において、それは、例えば、等重量基準
でエチルアクリレートで置き換えられ得る。
【0045】 本発明による分散剤を製造するために適したマクロモノマーは、疎水部と他の
モノマーと重合可能であるアルコキシル化部を含む。ここにおいて用いられると
き、用語「マクロモノマー」は、2種またはそれ以上の化合物の反応生成物を含
む重合性モノマーを意味する。かかるマクロモノマーは、例えば、エチレン不飽
和を有しかつ疎水性脂肪鎖により終端されているいかなるアルコキシル化例えば
エトキシル化またはプロポキシル化モノマーをも包含する。不飽和重合性部の例
は、ビニル基含有部、メタクリロイル、マレオイル、イタコノイル、クロトニル
、不飽和ウレタン部、半エステルマレオイル、半エステルイタコノイル、CH2
=CHCH2−O−、メタクリルアミドおよび置換メタクリルアミドから成る群
から選択されたものを包含する。疎水部の例は、線状または分岐状で飽和または
不飽和でかつ1分子当たり少なくとも1個の炭素原子好ましくは約1から30個
の炭素原子を有するアルキル、アルカリールすなわちアルキルアリールもしくは
アラルキルまたはアリールから成る群から選択されたものを包含する。
【0046】 好ましいマクロモノマーは、一価界面活性剤とモノエチレン不飽和イソシアネ
ートとの反応生成物を含むウレタンモノマーである。好ましくは、ウレタンモノ
マーは、一価非イオン性界面活性剤とモノエチレン不飽和モノイソシアネート好
ましくはエステル基を欠くもの例えばアルファ,アルファ−ジメチル−m−イソ
プロペニルベンジルイソシアネートとのウレタン反応生成物である非イオン性ウ
レタンモノマーである。一価非イオン性界面活性剤は、それら自体周知であり、
そして通常、分子の親水部を与えるために付加されたエチレンオキシドを含有す
るアルコキシル化例えばエトキシル化疎水物質である。疎水物質は、通常、少な
くとも1個の炭素原子好ましくは約1〜30個の炭素原子を含有する炭素鎖が界
面活性剤の疎水部を与えるところの脂肪族アルコールまたはアルキルフェノール
である。これらの界面活性剤は、商業的に入手できそして1モルの疎水物質当た
り約5〜約150好ましくは25〜60モルのエチレンオキシドを含有するとこ
ろの、ドデシルアルコールまたはオクチルもしくはノニルフェノールのエチレン
オキシド付加物により例示される。例えば1996年1月30日に発せられた米
国特許5,488,180に開示されている錯疎水基のような他の疎水性置換基
は、本発明により用いるために適している。
【0047】 ウレタンモノマーを製造する際に用いるために適したモノエチレン不飽和イソ
シアネートは、所望のウレタン結合を形成するために有効ないかなるイソシアネ
ートでもあり得る。好ましくは、イソシアネートは、モノエチレン不飽和モノイ
ソシアネートである。アクリレートおよびメタクリレートの不飽和のようないか
なる共重合性不飽和も、用いられ得る。アリルアルコールにより与えられるアリ
ル不飽和もまた用いられ得る。これらは、好ましくは、エチレンオキシド、プロ
ピレンオキシドまたはブチレンオキシドのようなC2〜C4モノエポキシドをアク
リル酸またはメタクリル酸と反応させてヒドロキシエステルを形成させることに
より得られるヒドロキシ官能性誘導体の形態にあるものは、好ましくは、トルエ
ンジイソシアネートまたはイソホロンジイソシアネートのような有機ジイソシア
ネートと等モル割合にて反応される。好ましいモノエチレンモノイソシアネート
は、アルファ,アルファ−ジメチル−m−イソプロペニルベンジルイソシアネー
トにおいてようなスチリルであり、そしてこの不飽和モノイソシアネートはエス
テル基を欠き、従ってそれはこの基を欠くウレタンを形成する。マクロモノマー
を製造する際に用いられる一価界面活性剤に関してモノエチレン不飽和イソシア
ネートの量(モル比基準にて)は、典型的には約0.1〜2.0対1好ましくは
約1.0対1.0である。
【0048】 本発明において有用な適当なマクロモノマーはまた、式
【0049】
【化1】
【0050】 〔ここで、 R1は、置換または未置換疎水性化合物の一価残基であり、 各R2は、同じまたは異なりそして置換または未置換二価炭化水素残基であり
、 R3は、置換または未置換二価炭化水素残基であり、 R4、R5、R6は、同じまたは異なりそして水素または置換もしくは未置換一
価炭化水素残基であり、 そしてzは、0〜150の値である〕 により表され得る。
【0051】 例示的R1置換基は、例えば、アルキル、アリール、アラルキル、アルカリー
ルおよびシクロアルキル基のような1から30個の炭素原子を含有する単純また
は錯疎水基を包含する。
【0052】 例示的R3置換基は、例えば、エーテル、エステル、ウレタン、アミド、尿素
、無水物、等の有機残基を、それらの混合物を含めて包含する。R3置換基は、
一般に、マクロモノマー化合物の、疎水基を担持する界面活性剤またはアルコー
ルと不飽和部との間の「結合」と記載され得る。
【0053】 マクロモノマー化合物中に含まれるオキシアルキレン部は、直線状または分岐
状アルキレンオキシドのホモポリマーまたはブロックもしくはランダムコポリマ
ーであり得る。エチレンオキシドおよびプロピレンオキシドのようなアルキレン
オキシドの混合物もまた用いられ得る。かかるマクロモノマーの製造に関する更
なる詳細は、当業者に知られており、そして例えば米国特許第4,514,55
2号、第4,801,671号、第5,292,828号、第5,292,84
3号および第5,294,693号(参照によりここに合体される)に開示され
ている。
【0054】 典型的には、マクロモノマーの量は、分散剤ポリマーの総重量を基準として約
0から60重量パーセント好ましくは約0.5から50重量パーセント一層好ま
しくは約5から40重量パーセントである。典型的には、マクロモノマーの分子
量は、1グラムモル当たり約400から8000グラムの範囲にある。
【0055】 典型的には、本発明の分散剤の粘度は、No.2スピンドルを有するブルック
フィールド粘度計を用いて1分当たり60回転にて20〜50重量パーセント固
形分組成物について20℃において測定して、未中和形態にて約5から1500
cPである。本発明の分散剤の分子量は、典型的には1グラムモル当たり約10 3 から106好ましくは約5,000から20,000グラムである。典型的には
、分散剤の粒度は、約0.05から1.0ミクロン好ましくは約0.1から0.
4ミクロン一層好ましくは約0.1から0.3ミクロンである。本発明の分散剤
のTgは、典型的には約0から90℃好ましくは約5から60℃一層好ましくは
約15から35℃である。
【0056】 架橋官能性が所望される場合、本発明のラテックス組成物において有用な分散
剤は、典型的には、分散剤ポリマーの総重量を基準として0.5〜50重量%好
ましくは20〜35重量%の少なくとも1種の、架橋官能性を有するモノマーを
含有すべきである。
【0057】 いかなる適当なアルカリ可溶性増粘剤も、本発明により利用され得る。適当な
アルカリ可溶性増粘剤は、例えば米国特許第4,514,552号、第4,72
2,962号、第5,292,828号および第5,292,843号(参照に
よりここに合体される)に開示されている。好ましいアルカリ可溶性増粘剤は、
不飽和カルボン酸モノマー例えばメタクリル酸と、該カルボン酸モノマーとは異
なるモノエチレン不飽和モノマー例えばエチルアクリレートと、疎水部とその他
のモノマーと重合可能であるアルコキシル化部を含むマクロモノマーとの水性乳
化反応生成物を含む。随意に、増粘剤は、マクロモノマーを含有してもしなくて
もよい。マクロモノマーが用いられない場合において、それは、例えば、等重量
基準でエチルアクリレートで置き換えられ得る。架橋官能性が所望される場合、
上記に記載されたような架橋官能性を有するモノマーもまた反応に導入される。
増粘剤を重合するために用いられる不飽和カルボン酸モノマー、該カルボン酸モ
ノマーとは異なるモノエチレン不飽和モノマー、マクロモノマーおよび架橋用モ
ノマーは、バインダーポリマーおよび分散剤に関して上記に記載されたようなも
のを包含し得る。しばしば、マクロモノマーは、一価界面活性剤とモノエチレン
不飽和モノイソシアネートとのウレタン反応生成物であるウレタンモノマーであ
る。典型的には、一価界面活性剤は、エチルオキシ化またはプロポキシル化脂肪
族アルコールまたはアルキルフェノールを含む。
【0058】 本発明の好ましい観点において、増粘剤は、好ましい分散剤に関して上記に記
載されたもののようなモノマーを用いることにより製造される。典型的には、マ
クロモノマーの量は、ポリマーの総重量を基準として約1から20重量パーセン
ト好ましくは約5から15重量パーセントである。
【0059】 典型的には、本発明の増粘剤の粘度は、No.2スピンドルを有するブルック
フィールド粘度計を用いて1分当たり60回転にて20〜50重量パーセント固
形分組成物について20℃において測定して、未中和形態にて約5から1500
cPである。本発明の増粘剤の分子量は、典型的には1グラムモル当たり約10 4 から107好ましくは約20,000から200,000グラムである。典型的
には、増粘剤の粒度は、約0.05から1.0ミクロン好ましくは約0.1から
0.4ミクロン一層好ましくは約0.1から0.3ミクロンである。本発明の増
粘剤のTgは、典型的には約0から90℃好ましくは約5から60℃一層好まし
くは約15から55℃である。
【0060】 架橋官能性が所望される場合、本発明のラテックス組成物において有用な増粘
剤は、典型的には、増粘剤ポリマーの総重量を基準として約0.5から35重量
%好ましくは1から5重量%の少なくとも1種の、架橋官能性を有するモノマー
を含有する。
【0061】 本発明の別の観点において、分散剤または増粘剤の少なくとも一方は、架橋官
能性を有さない。その代わりに、マクロモノマーのレベルは、好ましくは、上記
に記載された好ましい範囲内にある。適当な分散剤および増粘剤に関する更なる
詳細は、当業者に知られている。
【0062】 本発明のバインダー、分散剤および増粘剤は、典型的には、コロイド形態すな
わち水性分散液にまたは溶液にあり、そして連鎖移動剤および開始剤の存在下で
乳化重合により製造され得る。ラテックス組成物の製造は、当該技術において周
知である。ポリマーを処方するために用いられる周知のフリーラジカル重合技法
のいずれか、例えば乳化、溶液、懸濁または塊状重合技法が、本発明において用
いられ得る。かかる手順は、例えば、均質または構造粒子を生じるところの、単
一供給、コア−シェルおよび逆コア−シェル手順を包含する。乳化重合のための
手順および条件に関する更なる詳細は、当業者に知られている。しかしながら、
典型的には、重合は、水性媒質中で約35から90℃の温度にて行われる。圧力
は重要でなく、そして当業者により決定され得るように使用モノマーの特質に依
存する。
【0063】 連鎖移動剤は、好ましくは、総モノマー含有量を基準として約0.01から5
重量パーセント好ましくは約0.1から2重量パーセントの濃度にて、重合反応
中に存在する。水不溶性および水溶性連鎖移動剤の両方が用いられ得る。実質的
に水溶性の連鎖移動剤の例示的なものは、ブチルメルカプタンのようなアルキル
およびアリールメルカプタン、メルカプト酢酸、メルカプトエタノール、3−メ
ルカプトル−1,2−プロパンジオールおよび2−メチル−2−プロパンチオー
ルである。実質的に水不溶性の連鎖移動剤の例示的なものは、例えば、t−ドデ
シルメルカプタン、フェニルメルカプタン、ペンタエリトリットテトラメルカプ
トプロピオネート、オクチルデシルメルカプタン、テトラデシルメルカプタンお
よび2−エチルヘキシル−3−メルカプトプロピオネート包含する。
【0064】 乳化重合を行う際に、開始剤(当該技術において触媒とも称される)は、好ま
しくは、重合反応を触媒するのに充分な濃度にて用いられる。これは、典型的に
は、装填モノマーの重量を基準として約0.01から3重量パーセントで変動す
る。しかしながら、開始剤の濃度は、好ましくは装填モノマーの約0.05から
2重量パーセント最も好ましくは約0.1から1重量パーセントである。いかな
る場合においても用いられる特定の濃度は、反応を受ける特定のモノマー混合物
および用いられる特定の開始剤に依存し、しかしてその詳細は当業者に知られて
いる。適当な開始剤の例示的なものは、過酸化水素、過酢酸、t−ブチルヒドロ
ペルオキシド、ジ−t−ブチルヒドロペルオキシド、ジベンゾイルペルオキシド
、ベンゾイルヒドロペルオキシド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキシド、
2,5−ジメチル−2,5−ビス(ヒドロペルオキシ)ヘキサン、過安息香酸、
t−ブチルペルオキシピバレート、t−ブチルペルアセテート、ジラウロイルペ
ルオキシド、ジカプリロイルペルオキシド、ジステアロイルペルオキシド、ジベ
ンゾイルペルオキシド、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート、ジデシルペ
ルオキシジカーボネート、ジシコシルペルオキシジカーボネート、ジ−t−ブチ
ルペルベンゾエート、2,2′−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル、
過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過リン酸ナトリウム
、アゾビスイソブチロニトリル、並びにその他の公知開始剤のいずれかを包含す
る。過硫酸ナトリウム−ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート、クメン
ヒドロペルオキシド−メタ重亜硫酸ナトリウム、過酸化水素−アスコルビン酸お
よび他の公知レドックス系のようなレドックス触媒系も有用である。更に、当業
者により知られているように、所望されるなら、微量の金属イオンは、重合速度
を改善するために活性剤として添加され得る。
【0065】 重合反応を行うために有用な特定の界面活性剤は、本発明にとって重要でない
。典型的界面活性剤は、ナトリウムラウリルサルフェート、ナトリウムトリデシ
ルエーテルサルフェート、ジエステルスルホスクシネート、およびアルキルアリ
ールポリエーテルスルホネートのナトリウム塩のようなアニオン性界面活性剤;
並びにアルキルアリールポリエーテルアルコール、プロピレンオキシドとエチレ
ンオキシドの縮合物、プロピレングリコール付加物のような非イオン性界面活性
剤を包含する。反応性界面活性剤、すなわちポリマーを製造するために用いられ
るその他のモノマーと重合され得るものは用いられ得る。
【0066】 二段階型ラテックスポリマーの製造において、次のものは、実質的に溶解され
たアルカリ可溶性ポリマー中に分散されたアルカリ不溶性ポリマーを製造するた
めの乳化重合法の一般的記載である。典型的反応において、アクリル酸もしくは
メタクリル酸、アクリレートもしくはメタクリレートエステルおよび/またはス
チレンモノマー(該モノマーは架橋官能性を有する)の混合物、および他の随意
成分が反応器に供給され、しかしてそこでそれらは連鎖移動剤および開始剤の存
在下で乳化重合される。典型的には、重合は、界面活性剤または乳化剤を用いて
かつ水性媒質中で行われる。温度は、約35℃から約90℃またはそれ以上にて
変動し得る。好ましい温度は、約70℃から約85℃である。圧力は、重要でな
く、そして用いられるモノマーの特質に依存し、しかして常態で気体状のモノマ
ーは、大気圧を越える圧力を必要とする。第1段階のモノマー供給の終わりに、
残留モノマーレベルが約5000ppmw未満になるまで反応が反応温度に保持
され、そしてその後、第1段階ポリマーが膨潤され、部分的に溶解されまたは実
質的に溶解されるまで所望の中和剤が添加される。次いで、架橋官能性を有する
モノマーのような随意成分を含めて第2段階モノマーが、上記に記載された温度
にて第1段階ポリマー媒質中に供給される。第2段階のモノマー供給の終わりに
、反応器は約1時間温度に保持され、冷却され、そしてラテックス生成物が採集
される。随意に、ラテックスは、この時点にて更に中和され得る。
【0067】 架橋剤、レオロジー改善剤、分散助剤、乳化剤、光増感剤、着色剤、殺細菌剤
、殺真菌剤、等のような、乳化重合法において慣用的に用いられる他の公知添加
剤は用いられ得る。また、湿潤付着官能性を含有するもののような他の官能性モ
ノマーは添加され得る。かかる添加剤および官能性モノマーに関する更なる詳細
は、当業者に知られている。
【0068】 本発明のバインダー、分散剤または増粘剤を含む重合の反応生成物は、典型的
には、バインダー、分散剤および増粘剤および水の重量を基準として約15から
65重量パーセント好ましくは約20から65重量パーセント一層好ましくは約
25から60重量パーセントの固形分すなわちポリマー含有率を有する。
【0069】 次の例は、例示の目的のために与えられており、そして後続の請求の範囲を限
定するようには意図されていない。ここにおいて記載された特定の例に加えて、
1999年6月8日に出願された特許出願シリアル番号60/138,086に
記載された例が参照により合体される。
【0070】 例M1 小疎水物質を用いてのマクロモノマーの製造 温度計、加熱マントル、温度調節器、撹拌機、窒素スパージ、およびディーン
−スタークトラップを含む凝縮器を備えた1リットルガラス反応器に、930グ
ラム(「g」)の、ノニルフェノールの40モルエトキシレートすなわち小疎水
物質を装填した。この反応器内容物を窒素スパージングしながら110℃に加熱
しそして2時間保持する一方、微量水分を除去しそしてディーン−スタークトラ
ップ中に集めた(典型的には、1g未満)。次いで、反応器内容物を80℃に冷
却し、ディーン−スタークトラップを凝縮器と取り替え、そして窒素スパージを
空気スパージに15分間切り替えた。空気スパージングを続行しながら、0.0
2gのメトキシ−ハイドロキノン抑制剤、0.50gのジブチルスズジラウレー
ト触媒および99.7gのアルファ,アルファ−ジメチル−m−イソプロペニル
ベンジルイソシアネート(m-TMI,コネティカット州スタンフォードのCYTECの製
品)を、反応器に順次に装填した。反応温度を約8℃上昇させた急速な初期発熱
後、内容物を更に2時間80℃に維持した。次いで、生成物を室温に冷却した。
最終生成物は外観上白色ロウであり、残留イソシアネート含有率は0.5%であ
りそして元のエチレン不飽和の98%が保留された(以後、「マクロモノマーM
1」と称される)。
【0071】 例M2 大疎水物質を用いてのマクロモノマーの製造 ジ−ノニルフェノールの40モルエトキシレート(大疎水物質)を該ノニルフ
ェノール(小疎水物質)の代わりに用いそして使用反応体の量を1:1のモル比
を維持するように調整したこと以外は例M1に実質的に従って、マクロモノマー
を製造した(以後、「マクロモノマーM2」と称される)。
【0072】 例A スチレンアクリルポリマーの合成 245gの水、4.0gのTRITONTMGR-9M界面活性剤(コネティカット州ダン
バリのUnion Carbide Corporation)、120gのスチレン、17gのメチルメ
タクリレート(Aldrich)、48gのメタクリル酸(Aldrich)、および30gの
2−エチルヘキシルアクリレートおよび25gのジアセトンアクリルアミド(「
DAAM」)を第1の2リットルモノマー供給シリンダーに装填することにより
、モノマー混合物を調製した。250gの水、6.0gのTRITONTMGR-9M、10
0gのジアセトンアクリルアミド、543gのメチルメタクリレート(Aldrich
)、および365gの2−エチルヘキシルアクリレートを第2の2リットルモノ
マー供給シリンダー中に装填することにより、第2のモノマー混合物を調製した
。4枚羽根のステンレス鋼製機械撹拌機、クライゼン連結管、フリードリッヒ水
冷凝縮器、窒素スパージおよび気泡トラップ、温度計、およびモノマー添加用入
口を備えた3リットルのジャケット付き樹脂製フラスコを、609gの水、8g
のGR-9M(Union Carbide)を装填するために用いた。
【0073】 3gの過硫酸アンモニウムを24gの水に溶解することにより調製される初期
用酸化剤溶液を、別個の容器中で調製した。6gの過硫酸アンモニウムを140
gの水に溶解することにより調製される遅延時期用酸化剤溶液もまた、別個の容
器中で調製した。窒素パージ下で、温度制御水を反応器ジャケットに循環させる
ことにより、反応器を80℃に加熱した。反応器装填物の温度が80℃に達した
後、初期用酸化剤溶液を反応器に添加した。2分後、モノマー供給物を反応容器
に40分かけて、連続的に撹拌しながらかつ反応温度を79〜81℃に保持しな
がら、1/8″テフロン(登録商標)製管を用いてFMIポンプにより搬送した。
モノマー供給の完了後更に15分間、反応を80℃にて進行させた。この生成物
に、20gの30重量パーセント水酸化アンモニウム溶液を添加した。更に15
分後、第2のモノマー混合物を遅延時期用酸化剤溶液と同時に、2時間かけて反
応器に供給した。この生成物を、80℃に1時間保持した。生じた生成物に、更
に20gの15重量パーセント水酸化アンモニウム溶液を添加した。次いで、こ
の生成物を室温に冷却した。生じた48%固形分含有率ラテックスは、8のpH
および93ナノメートル(「nm」)の体積平均粒子直径(Microtrac粒度分析
器(Leeds-Northrop)により測定されるとき)を有する。この冷却された生成物
に、ジアセトンアクリルアミドのモル数に基づいて0.75モル量のアジピン酸
ジヒドラジドを添加した。
【0074】 例B 架橋性増粘剤の製造 エチルアクリレート(「EA」)、メタクリル酸(「MAA」)、DAAM、
マクロモノマーM2、13グラムの、TRITONTMGR-9M界面活性剤の75%溶液お
よび3gの蒸留脱イオン水をボトルに装填しそしてこの内容物を激しい振とうで
もって分散させることにより、モノマー混合物(300g)を調製した。EA、
MAA、DAAMおよびマクロモノマーM1は、下記の表1において同定される
量にて添加された。
【0075】 0.53gの過硫酸ナトリウムおよび52.47gの水で構成される触媒供給
物混合物を、別の容器中で調製した。4枚羽根のステンレス鋼製機械撹拌機、ク
ライゼン連結管、水冷凝縮器、窒素スパージおよび気泡トラップ、温度計、およ
びモノマーおよび触媒添加用入口を備えかつサーモスタット付き水浴中に浸漬さ
れていた2リットルの樹脂製フラスコに、1.20gの、ビニルスルホン酸のナ
トリウム塩、および658.5gの水を装填した。モノマー混合物を1リットル
のモノマー供給メスシリンダーに装填し、そして触媒溶液を125ミリリットル
の触媒供給メスシリンダーに装填した。窒素パージ下で、反応器を70℃に加熱
し、それから33ミリリットルのモノマー混合物および3ミリリットルの触媒供
給物混合物を反応容器に装填した。引き続いて、反応容器を80℃に加熱した。
モノマーを20分間反応させて種生成物を形成させた後、モノマーおよび触媒供
給物混合物を反応容器にそれぞれ1.94および0.27ミリリットル/分の速
度にて、76°と82℃の間に保持された反応温度にて連続撹拌下で、1/8イ
ンチテフロン製管を通じてFMIポンプにより搬送した。反応を更に1時間進行さ
せ、その後この生成物を冷却しそして200メッシュナイロン布でもって濾過し
た。凝塊を、反応容器および濾布から採集した。この生成物は、約40%の固形
分含有率および約2.5のpHを有する低粘度ラテックスである。
【0076】 表1は、列挙されたモノマーを用いて例Bの手順に従って製造された様々な増
粘剤を記載する。成分は、ポリマーの総重量を基準として重量百分率にて列挙さ
れている。
【0077】 表1 M2 MAA EA DAAM 界面活性剤 B1 15 40 35 10 Rhodafac RE-610 B2 5 40 45 10 Rhodafac RE-610 B3 15 40 40 5 Rhodafac RE-610 B4 5 40 50 5 Rhodafac RE-610 B5 5 40 50 5 トリトンGR-9M B6 5 40 45 10 トリトンGR-9M B7 15 40 35 10 トリトンGR-9M B8 15 40 40 5 トリトンGR-9M 例C 非架橋性増粘剤の製造 エチルアクリレート(「EA」)、メタクリル酸(「MAA」)、マクロモノ
マーM2、13グラムの、TRITONTMGR-9M界面活性剤の75%溶液および3gの
蒸留脱イオン水をボトルに装填しそしてこの内容物を激しい振とうでもって分散
させることにより、モノマー混合物(300g)を調製した。EA、MAAおよ
びマクロモノマーM1は、上記の表1において同定される量と同様な量にて添加
された。
【0078】 0.53gの過硫酸ナトリウムおよび52.47gの水で構成される触媒供給
物混合物を、別の容器中で調製した。4枚羽根のステンレス鋼製機械撹拌機、ク
ライゼン連結管、水冷凝縮器、窒素スパージおよび気泡トラップ、温度計、およ
びモノマーおよび触媒添加用入口を備えかつサーモスタット付き水浴中に浸漬さ
れていた2リットルの樹脂製フラスコに、1.20gの、ビニルスルホン酸のナ
トリウム塩、および658.5gの水を装填した。モノマー混合物を1リットル
のモノマー供給メスシリンダーに装填し、そして触媒溶液を125ミリリットル
の触媒供給メスシリンダーに装填した。窒素パージ下で、反応器を70℃に加熱
し、それから33ミリリットルのモノマー混合物および3ミリリットルの触媒供
給物混合物を反応容器に装填した。引き続いて、反応容器を80℃に加熱した。
モノマーを20分間反応させて種生成物を形成させた後、モノマーおよび触媒供
給物混合物を反応容器にそれぞれ1.94および0.27ミリリットル/分の速
度にて、76°と82℃の間に保持された反応温度にて連続撹拌下で、1/8イ
ンチテフロン製管を通じてFMIポンプにより搬送した。反応を更に1時間進行さ
せ、その後この生成物を冷却しそして200メッシュナイロン布でもって濾過し
た。凝塊を、反応容器および濾布から採集した。この生成物は、約40%の固形
分含有率および約2.5のpHを有する低粘度ラテックスである。
【0079】 例D 架橋性分散剤の製造 EA、MAA、DAAM、マクロモノマーM1、13gの、TRITONTMGR-9M界
面活性剤の75%溶液および3gの蒸留脱イオン水をボトルに装填しそしてこの
内容物を激しい振とうでもって分散させることにより、モノマー混合物(300
g)を調製した。EA、MAA、DAAMおよびマクロモノマーM1は、下記の
表2において同定される量にて添加された。
【0080】 0.53gの過硫酸ナトリウムおよび52.47gの水で構成される触媒供給
物混合物を、別の容器中で調製した。4枚羽根のステンレス鋼製機械撹拌機、ク
ライゼン連結管、水冷凝縮器、窒素スパージおよび気泡トラップ、温度計、およ
びモノマーおよび触媒添加用入口を備えかつサーモスタット付き水浴中に浸漬さ
れていた2リットルの樹脂製フラスコに、1.20gの、ビニルスルホン酸のナ
トリウム塩、および658.5gの水を装填した。モノマー混合物を1リットル
のモノマー供給メスシリンダーに装填し、そして触媒溶液を125ミリリットル
の触媒供給メスシリンダーに装填した。窒素パージ下で、反応器を70℃に加熱
し、それから33ミリリットルのモノマー混合物および3ミリリットルの触媒供
給物混合物を反応容器に装填した。引き続いて、反応容器を80℃に加熱した。
モノマーを20分間反応させて種生成物を形成させた後、モノマーおよび触媒供
給物混合物を反応容器にそれぞれ1.94および0.27ミリリットル/分の速
度にて、76°と82℃の間に保持された反応温度にて連続撹拌下で、1/8イ
ンチテフロン製管を通じてFMIポンプにより搬送した。反応を更に1時間進行さ
せ、その後この生成物を冷却しそして200メッシュナイロン布でもって濾過し
た。凝塊を、反応容器および濾布から採集した。この生成物は、約25%の固形
分含有率を有する低粘度ラテックスである。この生成物を、引き続いて約9.0
のpHまで中和した。
【0081】 表2は、列挙されたモノマーを用いて例Dの手順に従って製造された様々な分
散剤を記載する。成分は、ポリマーの総重量を基準として重量百分率にて列挙さ
れている。
【0082】 表2 M1 MAA EA DAAM 界面活性剤 D1 0 17.5 82.5 0 トリトンGR-9M D2 0 17.5 62.5 20 トリトンGR-9M D3 0 17.5 47.5 35 トリトンGR-9M D4 20 17.5 62.5 0 トリトンGR-9M D5 20 17.5 42.5 20 トリトンGR-9M D6 20 17.5 27.5 35 トリトンGR-9M D7 40 17.5 42.5 0 トリトンGR-9M D8 40 17.5 22.5 20 トリトンGR-9M D9 40 17.5 7.5 35 トリトンGR-9M 例E 非架橋性分散剤の製造 EA、MAA、マクロモノマーM1、13gの、TRITONTMGR-9M界面活性剤の
75%溶液および3gの蒸留脱イオン水をボトルに装填しそしてこの内容物を激
しい振とうでもって分散させることにより、モノマー混合物(300g)を調製
した。EA、MAAおよびマクロモノマーM1は、上記の表2において同定され
る量と同様な量にて添加された。
【0083】 0.53gの過硫酸ナトリウムおよび52.47gの水で構成される触媒供給
物混合物を、別の容器中で調製した。4枚羽根のステンレス鋼製機械撹拌機、ク
ライゼン連結管、水冷凝縮器、窒素スパージおよび気泡トラップ、温度計、およ
びモノマーおよび触媒添加用入口を備えかつサーモスタット付き水浴中に浸漬さ
れていた2リットルの樹脂製フラスコに、1.20gの、ビニルスルホン酸のナ
トリウム塩、および658.5gの水を装填した。モノマー混合物を1リットル
のモノマー供給メスシリンダーに装填し、そして触媒溶液を125ミリリットル
の触媒供給メスシリンダーに装填した。窒素パージ下で、反応器を70℃に加熱
し、それから33ミリリットルのモノマー混合物および3ミリリットルの触媒供
給物混合物を反応容器に装填した。引き続いて、反応容器を80℃に加熱した。
モノマーを20分間反応させて種生成物を形成させた後、モノマーおよび触媒供
給物混合物を反応容器にそれぞれ1.94および0.27ミリリットル/分の速
度にて、76°と82℃の間に保持された反応温度にて連続撹拌下で、1/8イ
ンチテフロン製管を通じてFMIポンプにより搬送した。反応を更に1時間進行さ
せ、その後この生成物を冷却しそして200メッシュナイロン布でもって濾過し
た。凝塊を、反応容器および濾布から採集した。この生成物は、約25%の固形
分含有率を有する低粘度ラテックスである。この生成物を、引き続いて約9.0
のpHまで中和した。
【0084】 上記に記載されたバインダー、増粘剤および分散剤を、下記に記載されるよう
にペイントの処方において用いた。ペイント処方物は、ここにおいて記載された
ポリマーに加えて、顔料、充填剤、湿潤剤、合体剤、殺生物剤および消泡剤、等
のような慣用の添加剤を含有し得る。
【0085】 例F ラテックスペイントの製造 HSD型摩砕装置に次の成分すなわち54.96gの水、5.92gの28%ア
ンモニア水溶液および2.76gの例D9からの分散剤を順次に低度の掻き混ぜ
をしながら添加することにより、顔料摩砕物を製造する。掻き混ぜを増大しなが
ら、200.8gのTiPure R-706二酸化チタン顔料(DuPont)をゆっくり添加す
る。この混合物を、おおよそ1時間または8ヘグマンの摩砕度が得られるまで摩
砕する。掻き混ぜを低減し、そして25.6gのエチレングリコールおよび1.
8gのBYK 035脱泡剤を添加する。
【0086】 10.32グラムの水を混合タンクに添加しそして掻き混ぜ下で0.25グラ
ムの例B5からの増粘剤および0.05グラムの28%アンモニア水溶液を該タ
ンクに添加することにより、増粘剤予備混合物を製造する。
【0087】 ペイントは、568.72グラムの例Aからのバインダー樹脂を掻き混ぜ下で
上記の摩砕物混合物に添加することにより製造される。この混合物を約30分間
掻き混ぜた後、次の成分すなわち21.64gのExxate 1000(Exxonの合体用溶
媒)、5.44gのArcosolve DPNB(Arco Chemicalsのジプロピレングリコール
n−ブチルエーテル)および11.64gのExxate 900(Exxonのオキソノニル
アセテート)を順次に添加する。次いで、増粘剤予備混合物を掻き混ぜ下で添加
する。次いで、2.6gの量のFlash X-150フラッシュ錆止め剤(Halox)を添加
し、その後1.48グラムのSurfynol 104BC脱泡剤(Air Products)および1.
48gのByk 307(BYK-Chemieの湿潤剤)を添加する。次いで、分散剤D9を2
.76gの量にて添加する。このペイントをそれが均質になるまで混合し、そし
て次いで54.57gの水でもって所望の施用粘度に減じる。
【0088】 例G ペイントの製造 HSD型摩砕装置に次の成分すなわち54.96gの水、5.92gの28%ア
ンモニア水溶液および2.55gの例D5からの分散剤を順次に低度の掻き混ぜ
をしながら添加することにより、顔料摩砕物を製造する。掻き混ぜを増大しなが
ら、200.8gのTiPure R-706二酸化チタン顔料(DuPont)をゆっくり添加す
る。この混合物を、おおよそ1時間または8ヘグマンの摩砕度が得られるまで摩
砕する。掻き混ぜを低減し、そして25.6gのエチレングリコールおよび1.
8gのBYK 035脱泡剤を添加する。
【0089】 10.32グラムの水を混合タンクに添加しそして掻き混ぜ下で0.25グラ
ムの例B5からの増粘剤および0.05グラムの28%アンモニア水溶液を該タ
ンクに添加することにより、増粘剤予備混合物を製造する。
【0090】 ペイントは、581.48グラムの例Aからのバインダー樹脂を掻き混ぜ下で
上記の摩砕物混合物に添加することにより製造される。この混合物を約30分間
掻き混ぜた後、次の成分すなわち21.64gのTexanol(Eastman Chemicals)
、5.44gのArcosolve DPNB(Arco Chemicalsのジプロピレングリコールn−
ブチルエーテル)および12.73gのExxate 900(Exxonのオキソノニルアセ
テート)を順次に添加する。次いで、増粘剤予備混合物を掻き混ぜ下で添加する
。次いで、2.6gの量のFlash X-150フラッシュ錆止め剤を添加し、その後1
.48gのSurfynol 104BC脱泡剤(Air Products)および1.48gのByk 307
(BYK-Chemieの湿潤剤)を添加する。次いで、分散剤D9を2.76グラムの量
にて添加する。このペイントをそれが均質になるまで混合し、そして次いで45
.5gの水でもって所望の施用粘度に減じる。
【0091】 例FおよびGの手順に実質的に従って、ペイントを製造した。ペイントから作
られた塗膜の品質を評価するために、次の判定基準を用いた。
【0092】 オーブン焼付け性質 試験法 測定 光沢 20° MEK擦り 基体が現れるまで 塩水噴霧 ASTM B117 100時間 ペイントは上記において同定される手順に従って試験され、そして下記の表3
に示された結果を与えた。
【0093】 表3 ペイント試験結果
【0094】
【表1】
【0095】 本発明は特定数の観点により記載されてきたけれども、他の諸変型および諸改
変が、添付の請求の範囲に記載された発明の精神および範囲から逸脱することな
くなされ得る。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成13年6月15日(2001.6.15)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C U,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE ,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG, KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,L U,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO ,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG, SI,SK,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,U S,UZ,VN,ZA (72)発明者 オレセン,キース アール. アメリカ合衆国,ノースカロライナ 27560,モリスビル,カーペンター タウ ン レーン 300 Fターム(参考) 4J027 AC01 AC02 AC03 AC08 BA02 BA04 BA06 BA07 BA13 BA14 CB02 CC02 CD08

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (i)不飽和カルボン酸モノマー、 (ii)該カルボン酸モノマーとは異なるモノエチレン不飽和モノマー、およ
    び (iii)疎水部と該カルボン酸モノマーおよび該モノエチレン不飽和モノマ
    ーと重合可能であるアルコキシル化部を含むマクロモノマー を含むモノマー類から重合されたポリマーであって、該モノマー類が、該ポリマ
    ーの総重量を基準として約0.5から50wt%の、架橋官能性を有する少なく
    とも1種のモノマーを更に含むことを特徴とする上記ポリマー。
  2. 【請求項2】 架橋官能性を有するモノマーが、カルボニル含有モノマーを
    含む、請求の範囲第1項のポリマー。
  3. 【請求項3】 モノマーが、アクロレイン、メタクロレイン、ジアセトンア
    クリルアミド、ジアセトンメタクリルアミドおよびビニルアセトアセテートから
    成る群から選択される、請求の範囲第2項のポリマー。
  4. 【請求項4】 架橋官能性を有するモノマーの量が、ポリマーの総重量を基
    準として約5から50wt%である、請求の範囲第1項のポリマー。
  5. 【請求項5】 約5,000から20,000g/gmolの数平均分子量
    を有する、請求の範囲第1項のポリマー。
  6. 【請求項6】 約20,000から200,000g/gmolの数平均分
    子量を有する、請求の範囲第1項のポリマー。
  7. 【請求項7】 マクロモノマーの量が、ポリマーの総重量を基準として約5
    から50wt%である、請求の範囲第1項のポリマー。
  8. 【請求項8】 マクロモノマーの量が、ポリマーの総重量を基準として約1
    から20wt%である、請求の範囲第1項のポリマー。
  9. 【請求項9】 (i)不飽和カルボン酸モノマー、 (ii)該カルボン酸モノマーとは異なるモノエチレン不飽和モノマー、およ
    び (iv)疎水部と該カルボン酸モノマーおよび該モノエチレン不飽和モノマー
    と重合可能であるアルコキシル化部を含むマクロモノマー を含むモノマー類から重合されたポリマーであって、該マクロモノマーの量が、
    該ポリマーの総重量を基準として約0.5から50wt%であることを特徴とす
    る上記ポリマー。
  10. 【請求項10】 マクロモノマーの量が、ポリマーの総重量を基準として約
    5から40wt%である、請求の範囲第1項のポリマー。
  11. 【請求項11】 マクロモノマーの疎水部が、1から30個の炭素原子であ
    る、請求の範囲第9項のポリマー。
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